专利名称：包括上行方向发射功率控制的基站运行方法和相应的计算机程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于运行基站的方法、一种相应的基站和一种相应的计算机程序，其中所述基站用于为移动无线电系统的无线电服务区内的用户站服务。
已知大量不同的蜂窝移动无线电系统。第二代移动无线电系统例如是GSM(全球移动通信系统，Global System of MobileCommunication)以及IS-95。在第三代移动无线电系统中，首先UMTS(通用移动电信标准，Universal Mobile TelecommunicationStandard)标准将具有重要意义。
在无线通信系统中的主要问题之一是对上行链路(从用户站到基站的传输方向)资源的访问控制。在诸如UMTS的CDMA系统中，上行链路容量或小区负荷典型地受对有关基站的干扰限制。干扰程度通常通过所谓的“噪声上升(noise rise)”来加以确定，噪声上升被定义为以dB表示的、总接收功率与热噪声功率之比。进行传输的用户站的数量以及另外的噪声源影响噪声上升的大小。
已知的是，在基于CDMA的无线传输系统中，被迫面对强噪声上升的基站可能变得不稳定(所谓的“小区呼吸(cell breathing)”)。这可能导致业务质量的下降和基站的作用半径的减小。
本发明所基于的任务是，使得可以在基站上有利地控制干扰并因此控制噪声上升。
这个任务利用按照权利要求1的方法以及按照并列权利要求的基站和计算机程序来加以解决。本发明的有利的实施形式和改进方案是从属权利要求的主题。
在根据本发明的用于运行基站的方法中，将每个用户站分配给至少两个组中的一个组，其中所述基站用于为移动无线电系统的无线电服务区中的用户站服务。所述基站经由公共控制信道用信令向所述组中的一组的所有用户站通知用于到基站的传输的第一最大允许发射功率值。
通过预先给定最大允许发射功率，实现对由用户站向基站的发射所引起的干扰的限制。更有利地，在此给相关组的所有用户站分配相同的第一最大允许发射功率值，并为此使用公共控制信道。由此，相对于给每个用户站分配单独的最大允许发射功率值，显著减少所需的信令花费。因为现有的用户站被划分成至少两个组，所以相较于为基站的无线电服务区的所有用户站预先给定唯一的值时，能够更灵活地分配最大允许发射功率值。在此，将最大允许发射功率值从基站传输到相关组的用户站所经由的公共控制信道是这样的控制信道，该控制信道至少能够由该组的所有用户站接收。然而，这也是可能的，即这个公共控制信道能够由相关无线电服务区内的所有用户站接收，并且针对所述用户站组中的每一个经由这个信道传输允许的最大发射功率的相应值。由此，不必为所设置的给不同组的信令设置多个控制信道。
有利的是，用信令通知的最大允许发射功率值依赖于无线电服务区内的当前运行条件。由此，可以预先给定用户站的与无线电服务区的当前运行条件相匹配的最大允许发射功率。无线电服务区内的运行条件例如可以依赖于无线电服务区的负载或者依赖于无线电服务区内的干扰影响。在无线电服务区的负载高时或者干扰影响强时，可以通过根据本发明的信令为所述用户站组中的至少一个预先给定较低的最大允许发射功率值，以致限制在无线电服务区中的干扰，其中所述干扰影响例如通过相应的干扰测量或通过确定基站上的噪声上升来加以确定。反过来，在无线电小区的负载较低时或在干扰电平低时，相对高地选择用户站的最大允许发射功率。
按照本发明的一个改进方案，只有当无线电服务区内的运行条件满足确定的标准时，基站才用信令通知最大允许发射功率值。这意味着，检验所述运行条件是否超出或低于确定的阈值。仅仅在超出或低于这些阈值时，才由基站通过相应的信令来实现最大允许发射功率值的匹配。
按照本发明的一个改进方案，依赖于用户站的优先级，将用户站分配给所述组。由此可以根据相应的组的用户站的优先级为相应的组分配不同的最大允许发射功率值。相较于具有低优先级的用户站的组，具有较高优先级的用户站的组例如可以分配到较高的最大允许发射功率值。相较于具有较低的最大允许发射功率的用户站，被分配较高的最大允许的允许发射功率值的用户站可以达到更好的连接质量。与此相应地，可以有利地依赖于各个用户站的连接的所期望的业务质量来区分用户站的优先级。
根据本发明的另一实施形式，可以依赖于用户站在无线电服务区中的位置来区分用户站的优先级。因此，布置在基站附近的用户站可以比布置在更靠近无线电服务区边缘处的用户站具有更高的优先级。具有较高优先级的用户站又获得较高的最大允许发射功率值。这可能是有意义的，以便减少在相邻的其他基站的无线电服务区中由相关用户站所引起的干扰(小区间干扰)。小区间干扰在用户站被布置于无线电服务区的边缘的情况下比在用户站被布置于相应基站附近的情况下更大。
根据本发明的另一实施形式，依赖于用户站的用户的类型来区分用户站的优先级。由此，例如可以依赖于由相应用户站的用户缴纳给移动无线电系统运营商的通信业务使用费的高低来实现优先级的区分。此外，确定的用户组可以基于其职责被赋予较高的优先级。例如警察可以被给予比移动无线电系统的其他用户更高的优先级。
如果在用信令通知第一最大允许发射功率值之前至少一个用户站为了将连接的数据传输到基站而使用第一传送格式组合，其中该用户站考虑大于第一值的确定的最大允许发射功率值，那么根据第一实施形式在用信令通知第一值之后用户站能够为该连接继续使用第一传送格式组合，其中该用户站考虑第一最大允许发射功率值。在此，应这样理解“传送格式组合”，正如在UMTS标准中使用这个概念那样。因此，传送格式组合描述针对专门的连接需要使用的传送信道的组合，其中尤其是每个传送信道的块的数量和所述连接的数据流到传送信道的这个组合的分配是确定的。
根据第二实施形式，在用信令通知第一值之后，用户站为相同的连接使用第二传送格式组合，其中该用户站考虑第一允许最大发射功率值。这意味着，用户站基于用信令通知的第一值实施所使用的传送格式组合的变换。由此可以有利地选择第二传送格式组合，该第二传送格式组合比第一传送格式组合更好地适合于在遵循分别适用的最大允许发射功率值的情况下传输相应连接的数据。
根据本发明的基站具有必需的组件，以便能够实施本发明方法及其根据本发明的计算机程序包含这样的指令，在执行所述指令时实施本发明方法及其实施形式和改进方案。
用户站应被理解为移动无线电系统的固定用户站和移动用户站。本发明适合于应用在任意的移动无线电系统中。它尤其适合于应用在按照UMTS标准的移动无线电系统中，更确切地，既适合于应用在按照其FDD(频分双工，Frequency Division Duplex)变型方案的移动无线电系统中，又适合于应用在按照其TDD(时分双工，Time DivisionDuplex)变型方案的移动无线电系统中。
下面根据在图中示出的实施例来更详细地说明本发明。
图1示出基站的无线电服务区和布置在其中的用户站，图2示出由图1中的基站所传输的公共控制信道，以及图3示出在图1中的用户站之一和基站之间所传输的数据。
图1示出基站BS和由其服务的无线电服务区C。在无线电服务区C内布置有多个用户站MSn。用户站MSn被分配给四个不同的用户站组。在图1中通过各个用户站上的数字来标明归属于相应组。因而，用户站MS1、MS5属于第一组1，用户站MS2属于第二组2，用户站MS3属于第三组3，而用户站MS4属于第四组4。事实上，在无线电服务区C中布置有数量大得多的用户站MSn，然而在图1中仅仅示出了其中的五个。与此相应地，为所述组中的每一组分配了多于一个基站。在这个实施例中，依赖于用户站的优先级区分，将用户站MSn分配到组1、2、3、4。在此，依赖于对于各个移动站MSn来说所期望的、用户站到基站BS的连接的业务质量来区分优先级。假定，第四组4的用户站MS4具有最高优先级，而第一组1的用户站MS1、MS5具有最低优先级。相应地，由基站BS根据其用户站的优先级区分给不同的用户站MSn组分配用于用户站MSn向基站BS的发射的、不同的最大允许发射功率值。为此目的，在广播运行(Broadcast)中，基站BS在公共控制信道CCH上向所有处在其无线电服务区C内的用户站MSn传输相应的值。
图2示出，哪些值U1、U2、U3、U4由图1中的基站BS经由公共控制信道CCH加以传输。基站BS传输第一组1的所有用户站MS1、MS5的第一最大允许发射功率值U1。此外，它传输图1中其余组2、3、4的所有用户站的相应的最大允许发射功率值U2、U3、U4。因为第四组4的用户站MS4应具有最高优先级，所以所属的值U4大于其余组1、2、3的值U1、U2、U3。相应地，第三组3的值U3基于相应用户站MS34的较高优先级而大于其余两组1、2的值U1、U2，等等。
公共控制信道CCH由在无线电服务区C内的所有用户站MSn接收。然而，用户站仅仅考虑被分配给为其所确定的组1、2、3、4的那个值U1、U2、U3、U4。值U1、U2、U3、U4到组1、2、3、4的分配例如可以根据所述值在公共控制信道CCH内的次序来确定。
按照对于专业人员来说已知的方式通过相应的调整回路实现图1中的用户站MSn的发射功率的调整。在此，这样调整所述发射功率，以致达到所期望的传输质量。然而，在此考虑由基站BS用信令通知的、用户站MSn的最大允许发射功率值U1、U2、U3、U4，因此即使当不能达到所期望的信号质量，也只能选择决不大于这个值的实际的发射功率。
在这里所考察的实施例中，所考察的移动无线电系统按照UMTS-FDD标准工作。因此，移动站MSn为了将其连接的数据传输到基站BS而使用确定的传送格式组合。图3针对第一用户站MS1示出这个用户站MS1使用第一传送格式组合TFC1，其中该用户站考虑确定的最大允许发射功率值UX。在由基站BS经由公共控制信道CCH用信令通知它第一最大允许发射功率值U1之后，第一用户站MS1继续使用第一传送格式组合TFC1，但是现在考虑新的最大允许发射功率值U1。这在图3中通过在括号中设置分别适用的最大允许发射功率值UX、U1来表示。在此假定了第一值U1小于确定的值UX。
在另一实施例中，根据图3，在得到用于用户站MS1到基站BS的连接的第一最大允许发射功率值之后，将所使用的传送格式组合变换为第二传送格式组合TFC2，其中第一用户站MS1考虑用信令通知的、第一最大允许发射功率值U1。在此，第二传送格式组合TFC2应是这样的传送格式组合，其相较于第一传送格式组合TFC能够更容易地遵循最大允许发射功率值U1。
在这里所考察的实施例中，基站BS测量在其无线电服务区C内的干扰。只要该干扰不超出最小值，基站BS就不发送用户站MSn的最大允许发射功率值U1、U2、U3、U4。只有当超出极限值时，才用信令将值U1、U2、U3、U4通知给各个组1、2、3、4的用户站，由此将抵制干扰水平的进一步上升。在此，根据不同组的用户站MSn的优先级来进行对最大发射功率的限制，如前面所述的。
在本发明的其他实施例中，定期地、例如周期性地由基站BS发送最大允许发射功率值U1、U2、U3、U4，而在这个实施例中只有当无线电服务区C中的干扰情形显著地发生了改变并且由此最大允许发射功率向上或向下的匹配显得有意义时才进行发送。在此，依赖于干扰的大小，可以仅仅针对单个组(即具有较低优先级的组)降低最大允许发射功率，而针对其他组(具有较高优先级的组)不进行降低。
在本发明的其他实施形式中，代替依赖于所期望的业务质量，也可以依赖于用户站的用户的类型来区分用户站MSn的优先级。根据另一实施例，可以依赖于用户站MSn在无线电服务区C中的位置来实现优先级区分。例如，图1中的用户站MS1、MS5可能也因此被分配给了第一组1，因为它们停留在无线电服务区C的边缘处离基站BS最远。于是，当然可能为这种远离的用户站预先给定特别低的最大允许发射功率值U1。其原因是，由这样的停留在无线电服务区C的边缘区域中的用户站MS1、MS5在移动无线电系统的相邻无线电服务区中所触发的干扰是特别强的。
通过基站BS在连接建立时以及在重新分配信道时给相应的用户站的相应信令，实现用户站MSn到不同组1、2、3、4的分配。
本发明特别适合于借助分组数据传输实现在上行链路中的高的数据率。
可以规定，相应的最大允许发射功率值U1、U2、U3、U4应仅仅适用于某一持续时间。接着，重新使用在用信令通知相应的值之前适用的值。
基站BS可以允许，具有高优先级(例如工商业用户)可以完全利用无线电资源，而较低优先级的用户(例如后台业务)必须限制其发射功率。如果所选择的限制不够，基站BS可以附加地进一步减少单个组的最大允许发射功率，或者也可以限制高优先级的用户站的发射功率。
在另外的实施例中，也可以不依赖于优先级区分来实施用户站的组划分，并且针对不同组交替地以不同强烈的程度限制最大允许发射功率，以致每个组的平均传输质量是相同的，但总体上改善无线电服务区C中的干扰情况。当依照站的优选级区分来进行组划分时，这也可以实现。在最后提到的情况中，这通过以下方式来实现，即相较于低优先级的组，给较高优先级的组更频繁地(但不总是)分配较大的最大允许发射功率值。
在同一用户站MSn上接收多个基站BS的信号的情况下(例如在两个无线电小区之间进行所谓的软切换的情况下)，可能发生，在应用本发明时每个基站根据其无线电服务区C中的运行条件用信令通知不同的最大允许发射功率值。在此，用户站可以仅仅考虑用信令通知它的两个最大发射功率值中的较小值。替代地，用户站也可以仅仅考虑由这样的基站BS传输的最大允许发射功率值，所述基站的信号在用户站MSn上具有较大的接收功率。又可替代地，用户站可以对两个由不同基站BS所传送的值求加权平均，更确切地说，依赖于基站信号的接收质量来求加权平均。
权利要求
1.用于运行基站(BS)的方法，所述基站(BS)用于为移动无线电系统的无线电服务区(C)中的用户站(MSn)服务，在该方法中，-将每个用户站(MSn)分配给至少两个组(1、2)中的一个组，-以及所述基站(BS)经由公共控制信道(CCH)用信令向所述组之一(1)的所有用户站(MS1、MS5)通知用于到基站(BS)的传输的第一最大允许发射功率值(U1)。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述基站(BS)经由所述公共控制信道(CCH)用信令向另一组(2)的所有用户站(MS 2)通知第二最大允许发射功率值(U2)。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一最大允许发射功率值(U1)和/或第二最大允许发射功率值(U2)依赖于所述无线电服务区(C)内的当前运行条件。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述运行条件依赖于所述无线电服务区(C)的负载或者依赖于干扰影响。
5.如权利要求3或4所述的方法，其中，只有当所述运行条件满足确定的标准时，所述基站(BS)才用信令通知所述第一最大允许发射功率值(U1)和/或第二最大允许发射功率值(U2)。
6.如上述权利要求之一所述的方法，其中，所述用户站(MSn)到所述组(1、2)的分配依赖于所述用户站的优先级区分。
7.如权利要求6所述的方法，其中，所述用户站(MSn)的优先级区分依赖于相应用户站的连接的所期望的业务质量、所述用户站在所述无线电服务区(C)中的位置或者依赖于所述用户站的用户的类型。
8.如上述权利要求之一所述的方法，其中，-在用信令通知所述第一最大允许发射功率值(U1)之前所述用户站中的至少一个(MS1)为了将连接的数据传输到基站(BS)而使用第一传送格式组合(TFC1)，其中所述用户站(MS1)考虑大于所述第一值(U1)的确定的最大允许发射功率值(UX)，-以及在用信令通知所述第一值(U1)之后，所述用户站(MS1)为所述连接继续使用所述第一传送格式组合(TFC1)，其中所述用户站(MS1)考虑所述第一最大允许发射功率值(U1)。
9.如权利要求1至7之一所述的方法，其中，-在用信令通知所述第一最大允许发射功率值(U1)之前所述用户站中的至少一个(MS1)为了将连接的数据传输到基站(BS)而使用第一传送格式组合(TFC1)，其中所述用户站(MS1)考虑大于所述第一值(U1)的确定的最大允许发射功率值(UX)，-以及在用信令通知所述第一值(U1)之后，所述用户站(MS1)为同一连接使用第二传送格式组合(TFC2)，其中所述用户站(MS1)考虑所述第一最大允许发射功率值(U1)。
10.用于为移动无线电系统的无线电服务区(C)中的用户站(MSn)服务的基站(BS)，其中将每个用户站(MSn)分配给至少两个组(1、2)中的一个组，具有装置，所述装置用于经由公共控制信道(CCH)用信令向所述组之一(1)的所有用户站(MS1、MS5)通知用于到基站(BS)的传输的第一最大允许发射功率值(U1)。
11.用于控制基站(BS)的运行的计算机程序，所述基站(BS)用于为移动无线电系统的无线电服务区(C)中的用户站(MSn)服务，其中每个用户站(MSn)被分配给至少两个组(1、2)中的一个组，所述计算机程序包含指令，在执行所述指令时所述基站(BS)经由公共控制信道(CCH)用信令向所述组之一(1)的所有用户站(MS1、MS5)通知用于到基站(BS)的传输的第一最大允许发射功率值(U1)。
全文摘要
在用于运行基站(BS)的方法中，所述基站用于为移动无线电系统的无线电服务区(C)内的用户站(MSn)服务，每个用户站(MSn)被分配给至少两个组(1、2)中的一组。所述基站(BS)将用于到基站(BS)的传输的第一最大允许发射功率值(U1)用信令经由公共控制信道(CCH)通知所述组之一(1)的所有用户站(MS1、MS5)。
文档编号H04L12/28GK1839562SQ200480023990
公开日2006年9月27日 申请日期2004年7月12日 优先权日2003年8月21日
发明者F·沙彭捷, N·克罗特, I·费林, V·布罗伊尔 申请人:西门子公司